未來(lái)的建筑材料——紡織混凝土

 未來(lái)的建筑材料就是這種紡織混凝土。紡織鋼筋混凝土（TRC）是耐用的，并且可以成形的形狀多樣，輕量化的結(jié)構(gòu)。顧名思義，傳統(tǒng)的TRC用碳或玻璃纖維作為織物而不是鋼來(lái)增強(qiáng)。Wilhelm-Klauditz-Institut WKI的Fraunhofer木材研究所的一個(gè)研究小組正在用環(huán)保的天然纖維取代這些織物。這些替代品與傳統(tǒng)混凝土的性能相匹敵，但制造成本更低。研究人員將于2019年1月14日至19日在慕尼黑BAU 2019貿(mào)易博覽會(huì)上展示一座天然纖維混凝土橋梁的原型。

德國(guó)的橋梁處于危險(xiǎn)的狀態(tài)。萊茵河上每?jī)蓚€(gè)都有一個(gè)腐爛。鋼筋混凝土容易腐蝕，在任何跡象表明損壞之前，氧化會(huì)對(duì)鋼筋造成損傷?，F(xiàn)在，這個(gè)行業(yè)正在考慮混凝土裂縫和銹蝕的鋼片，工程師和建筑師正在選擇紡織鋼筋混凝土，一種使用壽命長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)性能與鋼筋混凝土相同的耐腐蝕建筑材料。用這種材料制成的部件可以像幾厘米那么薄。它可以被澆鑄成柔軟、輕質(zhì)的結(jié)構(gòu)，并用增強(qiáng)的紡織品可以彎曲成幾乎任何形狀，除了橋梁，材料也適用于外墻和天花板，設(shè)計(jì)師可以用它來(lái)裝飾家具和雕塑。

這種高性能混凝土的秘密在于它是用碳、玻璃或聚合物纖維而不是鋼來(lái)加固的。在Braunschweig的Fraunhofer WKI的研究人員希望用基于可再生原材料的紡織品來(lái)代替這些纖維，此舉將為環(huán)境和氣候帶來(lái)豐厚的回報(bào)。在這種情況下，他們結(jié)合當(dāng)?shù)氐漠a(chǎn)品——亞麻（可以進(jìn)行紡紗或編織）。研究人員可以向亞麻纖維中添加一束聚合物纖維，從而制造出一種適合特定成分要求的混合織物。Fraunhofer WKI木材纖維研究中心的科學(xué)家使用桿織機(jī)來(lái)織造這種材料混合物。有了這種織造機(jī)——?dú)W洲唯一的一種織造機(jī)——專家們能夠生產(chǎn)具有復(fù)雜、特定紡織品結(jié)構(gòu)和綜合功能的創(chuàng)新輕質(zhì)復(fù)合材料。該機(jī)器結(jié)合傳統(tǒng)工藝和可持續(xù)的材料，使之具有成本效益。然后再把它們嵌入高性能混凝土中，使之具有幾乎完全保護(hù)纖維免受風(fēng)化的結(jié)構(gòu)密度，這種織物也可以用天然樹(shù)脂進(jìn)行改性。

擺脫不利的環(huán)境影響

亞麻基紡織品是嵌入在給定的組件層。它的剛度是可變的，因此它可以按期望的形狀排列。它可以被想象成產(chǎn)生弧形輪廓，如穹頂和圓形壁單元。然后在紡織品上澆注液態(tài)混凝土，這種混凝土是在Fraunhofer WKI輕質(zhì)環(huán)保建筑中心（ZELUBA）內(nèi)部專門開(kāi)發(fā)的。生態(tài)可持續(xù)性很受開(kāi)發(fā)商的青睞，他們盡量利用少量的原材料。

ZELUBA的科學(xué)家Jan Binde說(shuō)：“鋼筋混凝土由骨料（混凝土集料，專業(yè)術(shù)語(yǔ)），水，混凝土添加劑，以及由亞麻制成的增強(qiáng)紡織品組成。用亞麻織物制成的鋼筋混凝土的質(zhì)量高于橋梁中鋼筋混凝土的質(zhì)量?；|(zhì)（結(jié)構(gòu)）非常致密，以致有害物質(zhì)不能滲透到部件中，這樣可以延長(zhǎng)使用壽命幾十年?！?/p>

壽命長(zhǎng)的復(fù)合材料

亞麻和混凝土的結(jié)合在試驗(yàn)中證明是一種理想的復(fù)合材料，通過(guò)新的、環(huán)保的紡織物增強(qiáng)混凝土的耐久性和承重能力。調(diào)查人員說(shuō)：“天然纖維與建筑材料很相配，這也是因?yàn)槲覀兛梢钥刂萍徔椘吩诨炷林械墓潭ǚ绞?。?/p>

由可再生能源制成的TRC使建筑工人能夠豎立輕型和苗條的橋梁，也可能被機(jī)動(dòng)車使用。一座跨度為15米的鋼筋混凝土橋大約有35到40厘米厚，而它的亞麻橋只有12到16厘米厚，看起來(lái)相當(dāng)苗條，這節(jié)省了大量的材料。Binde說(shuō)：“建筑薄層是可行的?！毖芯咳藛T致力于優(yōu)化創(chuàng)新的建筑材料，而建筑當(dāng)局對(duì)該材料的批準(zhǔn)仍在進(jìn)行中。